一、光觸媒

1. 定 義

光觸媒就是光催化劑，是一種在光照下具有極強的氧化還原能力的半導體材料，吸附在它表面的有機物（例如：有機物甲醛等）能被氧化成二氧化碳和水，從而達到消除污染的目的；吸附在光觸媒表面的細菌，能通過光觸媒的強氧化作用而被殺滅，從而起到消毒殺菌的作用，并且不會導致二次污染 。

2. 起 源

二氧化鈦的起源雖不明確，但氧化鋅的光觸媒反應在1930年左右就有文獻記載 。二氧化鈦登上歷史舞臺是從1968年開始的 。當時東京大學的研究生藤島昭把它當作了電子相片的畫相材料，作為基礎研究的一環(huán)研究能對光產生反應的氧化物半導體 。在實驗中藤島昭偶然得到了氧化鈦的單晶體，將它用鉆石切割器切成片狀后，試著作為電極使用 。另一端使用白金電極，做成了封閉式電路 。然后用氙氣燈的光照射氧化鈦，令人吃驚的是氧化鈦和白金的兩極產生了大量的氣體 。立刻用氣體色譜法對此進行了分析，發(fā)現(xiàn)從氧化鈦中產生了氧，白金中產生了氫 。即得出了水（H2O）經過光的照射，分解成了氧和氫這一結果 。這是最早的光觸媒反應的實驗，并且發(fā)現(xiàn)在這種水（H2O）的分解過程中，氧化鈦本身不會被消耗，即使持續(xù)照射數(shù)日，也看不到氧化鈦被溶解或被消耗 。此特性與植物的光合作用很相似 。這一發(fā)現(xiàn)被命名為【本多藤島效果 】，發(fā)表于全世界，對世界各國的科學家產生了巨大的影響，之后未見有任何超過氧化鈦半導體光觸媒效果的報告 。

3. 原 理

光智子本身并不參與任何殺菌除臭的分解反應，而只是作為反應的媒介存在，所以自身并不因時間而被消耗衰減 。

二氧化鈦（Ti O2）本身為食品添加劑，對人體無毒無害，以二氧化鈦為主要成分的光智子（光觸媒），具有強大的氧化分解能力，即使在室內日光等微弱光源下也能發(fā)揮其功能 。

二氧化鈦見光會產生正 、負電子與空氣當中的水分子結合產生氫氧自由基，實踐證明，氫氧自由基具有強大的氧化分解能力，它能分解幾乎所有的有機化合物和一部分的無機物，將它們分解成無害的二氧化碳和其他物質，而負電子與空氣當中的氧結合會產生活性氧，也就是超級氧化離子，超級氧化離子也具有很強的氧化分解能力，它可以破壞細菌 、霉菌，這些有機物的細胞膜，固化病毒的蛋白質，在殺菌的同時還能分解細菌尸體上釋放出的有害復合物 。

4. 功 能

我們從二氧化鈦的工作原理可以得出光觸媒有以下功能：

1) 分解各類有機毒氣：光智子對甲醛、苯、氨等以及其它揮發(fā)性有機物的分解能力都通過了權威機構的檢測和認證，效果十分理想 。

2) 殺菌：高效性、廣譜性 。光智子具有很強的殺菌能力以及對細菌的廣譜抗菌性，幾乎可以殺滅所有的細菌，對病毒也具有很強的殺滅能力，并徹底降解細菌尸體所釋放出的內毒素，防止引起二次污染 。

3) 除臭：二氧化鈦比臭氧 、負離子氧化能力更強，比活性炭 、HPEA有更強的吸附能力，根據(jù)歐美國家權威實驗室測試，每平方公分的光觸媒與高性能纖維活性炭比較，其脫臭能力為高性能纖維活性炭的150倍，相當于500個活性炭冰箱除臭劑 。

4) 防污自凈：當灰塵掉落于經光智子處理后的物體上，只需以清水清洗，會因光智子的超親水性與地心引力配合，灰塵便會隨清水脫落，具防污自凈功能 。

5. 應 用

倍受世界注目的【本多藤島效果】，由問世到變成商品，走了一段很長的路程，最主要的原因就是如何攻克二氧化鈦附著與被涂物的難關 。由于二氧化鈦見光就會產生強大的氧化分解能力 。那么要讓二氧化鈦長期的發(fā)揮作用，就必須找到一種樹脂將它固定在墻面或物體表面，但是幾乎所有的樹脂都是有機物 。也就是說如果找不對，二氧化鈦就會把樹脂本身分解掉 。經過近十年的努力，光智子找到了這種樹脂，完美地解決了涂膜附著難題，到目前為止全世界也只有少數(shù)幾家企業(yè)解決了這個問題 。

但是仍然有另一個技術難題擺在眼前：如何讓二氧化鈦從這些樹脂中探出頭來接受陽光照射，經過不斷研究和反復驗證，光智子終于利用肥皂泡的原理解決了這一難題 。（見專用壓縮氣噴嘴的秘密）以上這兩點也正是光智子（光觸媒）產品領先于同類產品的技術核心所在 。

二、光觸媒的另一關鍵要素——光

二氧化鈦光觸媒產生作用時，必須有紫外線 。紫外線廣泛存在于太陽光或室內的日光燈中，是一種清潔的能源。美國《 科學人 》雜志2003年5月刊報道，二氧化鈦顆粒必須在7.5納米以下時才在可見光下有效，納米顆粒越小效果越好 。藤島教授在光觸媒實驗中使用的是金紅石型二氧化鈦，而現(xiàn)在為了更好的在可見光下讓光智子發(fā)揮功效，光智子采用僅3個納米的銳鈦礦為主的混合型二氧化鈦（TiO2），這大大提高了光智子的適用范圍和功效。

三、疑問解答

1. 光智子（光觸媒）對人體安全嗎？

答：答案是安全的。

理由：1）光智子通過廣東省產品質量監(jiān)督檢測中心產品安全質量8項檢測 。

理由：2）光智子由二氧化鈦和水性黏合劑構成 。二氧化鈦被日本厚生?。ㄏ喈斢谖覈男l(wèi)生部）指定為食品添加劑 。水性黏合劑干燥后會變成非水溶性 。所以對人體絕對安全 。

理由：3）光觸媒表面上生成的活性氧類，只限于表面游離而不會轉移至空氣中，因此沒有必要擔心會侵入人體呼吸道 。

理由：4）光觸媒表面需與有機物接觸，空氣循環(huán)在這里發(fā)揮了重要 。氧化分解反應后產生的二氧化碳（CO2）和水都是安全的 。

2. 光智子（光觸媒）的作用可以持續(xù)多久？

答：光智子為速干性 。原液雖能溶于水，但施工后5分鐘表干成非水溶性 。更讓人驚奇的是，施工后三天至兩個星期內可以達到相當于鉛筆4H的硬度 。除非用刀子刮，不會輕易脫落 。所以經光智子施工過的墻壁 、天花板只要不更換就會永久性地發(fā)揮殺菌 、除毒作用 。

3. 光智子（光觸媒）的使用復雜嗎？

答：不復雜，只要具備以下三要素，光智子（光觸媒）就會發(fā)揮其穩(wěn)定的功效：

4. 專用壓縮氣噴嘴的秘密。

1）  光智子（光觸媒）的噴嘴是利用了肥皂泡的原理（見上圖）肥皂泡由于內部氣壓的原因，周圍形成了薄膜。同樣道理，二氧化鈦從形成薄膜的黏合劑里面露出，充分與外界接觸有效的增強了其功效。

2）  黏合劑中探出頭的二氧化鈦，經過紫外線的照射后，更好地發(fā)揮其很大的分解作用。

四、光觸媒國內外發(fā)展現(xiàn)狀

日本是光觸媒技術領先的國家，近年來已在防污、抗菌、親水材料、水處理、可降解塑及環(huán)保等許多方面達到了實用化水平，并形成相當規(guī)模的產業(yè) 。（例如日本TOTO推出光觸媒自凈抗菌陶瓷潔具，NISSAN、豐田汽車采用光觸媒防霧后視鏡等）。到2005年，日本國內的光觸媒及相關制品的市場規(guī)模將達到120億美元 。未來的世界市場潛力可以達到1000億美元，形成一個全新的新型產業(yè) 。近年來，由于光觸媒在環(huán)境凈化方面的用途之廣、影響之深，被稱為光凈化革命 。我國中科院、各大?？圃盒?、企業(yè)對光觸媒的研究也早已開始，但應用技術研究及相關的研發(fā)直到近兩年才有所突破，但距日本在此領域還有相當大的差距。國內對光觸媒技術的產業(yè)已展開，2003年6月廣州風神汽車在所有NISSAN藍鳥車上全面采用我公司的光智子（光觸媒），揭開了光觸媒的應用序幕。隨著廣州真善美燈具公司和我公司聯(lián)合開發(fā)了光觸媒殺菌燈管。2004年7月國內地板連續(xù)5年銷量第一的圣象地板，推出光觸媒健康地板，上海通用宣布2004年10月1日將在賽歐車上安裝光觸媒。據(jù)專家預測，兩年后國內光觸媒市場將達5億人民幣。